多倫火山盆地核桃壩地區控礦因素及找礦方向

劉小剛，孫國勝

（1. 核工業二○八大隊，內蒙古 包頭 014010；2.吉林大學地球科學學院，吉林 長春 130061）

研究區位于華北板塊北緣與內蒙古中部地槽褶皺系接壤部位，自太古宙至中生代，經歷了多期次的構造疊加改造作用，形成了現今大興安嶺主脊斷裂、溫都爾廟—西拉木倫河深斷裂和康?！獓鷪錾顢嗔训壬畲髷嗔训臉嬙煜到y。這套斷裂系統控制了工作區地層分布、構造運動、火山—巖漿活動以及地質演化，且成礦元素在該套斷裂系統控制下經歷了長達數十億年的多期運移與富集過程，每期地殼運動與構造－熱事件均對鈾及多金屬富集起到不同程度的促進作用，至中新生代發生了廣泛的鈾及多金屬區域成礦作用；研究區位于沽源-紅山子鈾成礦帶中部，該鈾成礦帶已發現460、634、570鈾礦床，且礦化蝕變與核桃壩極為相似，核桃壩找礦潛力極大。

1 區域地質特征和礦區概況

（1）區域地質特征。在華北地區，白堊-第三紀地殼的受力狀態由擠壓轉變為拉伸，形成了一些列北東、北北東向展布的火山斷陷盆地，多倫火山碰地、沽源火山盆地、克什克騰火山盆地，這些盆地與鈾礦床的分布關系密切，沽源火山盆地發育有張麻井460大型鈾鉬礦床、大官場鈾礦床；克什克騰火山盆地發育鈾534大型鈾礦床；多倫火山盆地至今還未發現大型規模的鈾礦床，核桃壩地區位于與460、534鈾礦床中間為，且處在同一成礦帶，成礦位置極為有利。

（2）礦區地質特征。礦區內地層簡單，出露地層主要是滿克頭鄂博組（J3mk）、白音高老組（J3b）和第四系（Q）；自下而上為滿克頭鄂博組流紋質熔結凝灰巖、粗面巖；白音高老組為一套流紋質火山巖夾沉積碎屑巖，第四系礦主要為沖洪積物、砂礫石、粘土和淤泥。

工作區的斷裂構造可分為兩類：一類為區域性的斷裂構造，即北東向或近東西向展布，斷層通過處多呈負地形展布，寬度約10m～50m不等，局部可見構造角礫巖帶，呈透鏡體狀分布，具硅化、褐鐵礦化和大片的泥化特征。另一類為與榛子山火山機構有關的斷裂構造，主要發育于火山機構的邊部，呈放射狀和環狀展布，放射狀斷裂呈負地形特征居多，硅化角礫巖帶發育，蝕變以硅化和褐鐵礦化為主；環狀斷裂主要火山機構塌陷作用所致，以褐鐵礦化、鐵錳質化為特征。核桃壩礦區主要為第二類構造性質[3]。

圖1 研究區構造位置圖（左上）及核桃壩地區流紋斑巖分布簡圖

礦區內中生代侵入巖主要出露晚侏羅世滿克頭鄂博期花崗斑巖（J3）和白音高老期次火山巖體—流紋斑巖（J3λ）（圖1）。侏羅紀滿克頭鄂博期花崗斑巖（J3）主要分布于F9構造帶南端，侵入于滿克頭鄂博組地層中，該類侵入相巖石形成于火山根部封閉環境，與圍巖既有清晰的侵入接觸，又有彌散狀過渡特征；該侵入相時間上形成于火山活動的晚期，空間上受榛子山火山機構控制，巖石特征與火山巖相似，二者應來自同一巖漿房分異的產物[2]。

2 控礦因素分析

（1）斷裂構造。核桃壩地區位于多倫火山盆地北緣，榛子山破火山南緣，又經歷了期次的巖漿活動改造，斷裂構造復雜，主要北北西、北東向兩組，其中北北東向呈微放射狀，北段微分散，南端微聚集，在北北西斷裂的影響下，該地區地層分布也大致呈北北西向，與構造線方向基本一致，在北北西向構造與北東向構造交叉部位，巖石較破碎，裂隙發育，發育硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化蝕變。核桃壩地區南北向構造為主要的控巖、控礦構造，與北東向構造相交成“入”子形，在榛子山火山活動末期，巖漿活動頻繁，經過多次巖漿活動，在巖漿房及巖漿上移過程中由于結晶分異作用、重力分異作用、同化混染作用等，鈾元素達到一定的富集，在某次巖漿活動中，巖漿上移過程中發生引爆作用，由于巖漿中揮發分以及溫度、壓力等變化，使含礦熱液沿隱爆作用的形成的破碎裂隙、震碎的裂隙中發生成礦作用，形成以隱爆角礫巖裂隙為主要載體的鈾多金屬礦化體。

圖2 含礦巖性典型照片

由鉆探資料可知，該地區半數以上的鈾礦體均產在構造角礫巖中；目前在沽源-紅山子鈾成礦帶上發現的460鈾鉬礦床、大官廠鈾鉬多金屬礦床都與引爆角礫巖有關。

（2）隱爆角礫巖。隱爆角礫巖在區內各個成礦構造帶均有分布，主要受破火山放射性斷裂構造控制，與次流紋斑巖關系密切，影響區內鈾礦化德分布。隱爆角礫巖體主要分布在流紋斑巖體的內外接觸帶裂隙發育地段，空間形態與流紋斑巖體形態相似，在剖面上成不規則條帶狀。

隱爆角礫巖特征及其類型。隱爆角礫巖多見為原地震碎，大多數角礫基本沒有位移，可拼性較強，大多數隱爆角礫巖可恢復出原巖模樣；角礫形狀多數為棱角狀到次棱角狀（圖1），少見次圓狀，角礫形態差別較大，分布極不均勻，粒徑2mm～10mm，局部地段可見大粒徑，最大達幾厘米，角礫發育程度不一，大小角礫混雜排列，分選差，磨圓差，還有些部位角礫不發育；角礫間多充填黑絲細脈狀物質，為鈾鉬多金屬成礦物質，常具有強烈的赤鐵礦化、硅化、高嶺土化蝕變。核桃壩地區典型的隱爆角礫巖至少有兩期隱爆作用，第一期隱爆角礫巖角礫成分為火山碎屑巖，角礫形態多變，多為大小不等的棱角狀，膠結物為同源同期的巖漿屑或巖屑，少量的輝鉬礦；第二期隱爆角礫巖角礫成分為次火山巖（流紋斑巖），角礫粒徑細小，粒徑1mm～2mm之間，膠結物質為顏色多數為黑色，多數含礦，是該區最主要的賦礦巖石。隱爆角礫巖的主要類型有：①震碎角礫巖：主要發生在流紋斑巖體的內外接觸帶，與圍巖界線不明顯?；境蔬^渡關系，此種類型的巖石具有碎裂結構的特點，斑晶多發生破碎，多數具有碎斑結構，角礫主要為火山碎屑巖，形態以棱角狀為主，基本沒有太大位移，去除角礫見充填物，巖石基本可拼接回原樣；②熔融角礫巖：此種類型的角礫巖主要分布在角礫巖筒的中心位置，圍巖沒有明確的界線，基本巖呈過渡關系，角礫石成分多數為次火山巖體-流紋斑巖，角礫形態次棱角狀-次圓狀均發育，粒徑大小不等，多數可見熔融現象；③隱爆細屑巖和隱爆裂隙帶：此種類型的隱爆角礫巖分布最為廣泛，多數分布于次級斷裂構造裂隙中，該種隱爆角礫巖多發育網脈狀細脈，脈體主要多見適應細脈、方解石細脈，與圍巖界線清楚。脈寬窄不等，可從數毫米至數厘米，雜亂分布。綜上所述，由淺至深依次為流紋斑巖-熔融角礫巖-震碎角礫巖-隱爆細屑巖和隱爆裂隙帶，形成一套完整的隱爆熱液系統。

隱爆角礫巖與礦化的關系。流紋斑巖體采用U-Pb同為素分析方法確定形成時間應在134.65Ma，而核桃壩地區鈾礦形成時間為80～85Ma[1]，這巨大的時間差說明，流紋斑巖形成后發生了其它地質活動使得鈾元素集成礦。前人在區內做過大量工作，燕山末期區內巖漿活動最為頻繁，伴隨著巖漿活動發生多次引爆作用，在某次隱爆作用過程中，含礦熱液沿隱爆作用產生的裂隙富集成礦，引爆作用震碎了圍巖，提供了讓良好的導礦通道和容礦空間，最終鈾鉬礦體充填于隱爆角礫巖裂隙中，多數角礫之間的原生膠結物及其細小巖屑被礦石交代和充填；經過多次噴發、引爆作用，最終在有利構造部位富集成礦，形成鈾礦體。核桃壩地區廣泛發育的隱爆角礫巖具有重要意義，它是區內重要的控礦構造同時又是有利的容礦場所，隱爆角礫巖之所以能成為礦床控礦構造的原因在于：首先隱爆角礫作用在整個成礦階段均有發生，尤其在巖漿活動較晚階段尤為強烈，在時間上貫穿整個成礦期，因而含礦熱液的主要來源為深部巖漿房；其次隱爆角礫巖在相對封閉的環境下產生，同時容易產生大量封閉的構造裂隙，使得含礦熱液易于集中到密閉的空間中而不至分散；其三由于隱爆作用震碎圍巖，在圍巖中常常會形一定規模的裂隙空間，為成礦提供了極為有利的空間。

3 找礦方向

系統梳理了核桃壩地區鈾鉬多金屬礦體的地質特征和控礦因素，結合前期物化探異常分布特征，認為礦區具有良好的成礦地質條件，區內構造發育，熱液活動頻繁，物化探異常明顯，今后應選擇以下地段開展找礦工作。

（1）構造交匯部位。區內近EW向、近SN向兩組深大斷裂構造交匯組成“構造結”，是深部巖漿侵入地表的良好通道，早期這些基底、深大斷裂頻繁發生，經過多次疊加活動，這些深大斷裂切穿了蓋層與殼幔巖漿室，給深部巖漿上移提供了通道，同時又是鈾活化遷移的良好通道，含鈾及多金屬熱液在沿這些通道上移過程中，到到達“構造交匯”位置，在一定Eh、PH、溫度、壓力等條件下，發生隱爆作用或巖漿侵位作用，鈾發生沉淀，富集成礦。

（2）南部激電異常區。核桃壩地區深部存在不同尺度的激電異常，尤其在南部深部可能發育多金屬礦化，鈾礦勘查的同時應兼顧多金屬找礦工作。同時，礦區已有成果表明，鈾和多金屬礦化具有垂向分帶性特征，因此礦區的多金屬激電異常也可能間接指導鈾礦勘查工作，礦區南部是找多金屬的重點區域。

（3）東部氡氣異常區域。核桃壩東部發育較好的氡氣異常，異常呈串珠狀連續分布，延南北向延伸，東西向較窄，連續性較好，是下一步重點找淺部礦體的區域。

[1]薛偉,等.多倫火山盆地核桃壩地區7_5鈾礦點瀝青鈾礦定年及其地質意義礦物學報,2013,

[2]白志達，等鈾礦綜合區調報告1988 2000.

[3]沽源火山盆地鈾鉬多金屬成礦地質條件分析及找礦方向2008.22.